KR102054630B1 - 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법 및 장치 - Google Patents

청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법 및 장치 Download PDF

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KR102054630B1 KR1020190128144A KR20190128144A KR102054630B1 KR 102054630 B1 KR102054630 B1 KR 102054630B1 KR 1020190128144 A KR1020190128144 A KR 1020190128144A KR 20190128144 A KR20190128144 A KR 20190128144A KR 102054630 B1 KR102054630 B1 KR 102054630B1
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(주)소리대장간
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Abstract

본 발명은 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면, 프로세서 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, 가청 주파수 대역이 1/k 옥타브 해상도로 분할된 n개의 주파수 대역 각각에 대한 사용자의 청력 역치를 입력 받고, 미리 설정된 기준에 따라 상기 n개의 주파수 대역 각각에 대한 n개의 청력 역치 대표값을 산출하고, 상기 산출된 n개의 청력 역치 대표값을 이용하여 상기 사용자가 속하는 그룹을 결정하고, 상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 사용자에 대해 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하도록, 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치가 제공된다.

Description

청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법 및 장치{Auditory therapy frequency spectrum analysis method and apparatus}
본 발명은 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법 및 장치에 관한 것이다.
소리를 뇌로 전달하는 모든 기관을 총칭하여 청각 기관이라 한다.
청각 기관은 크게 외이, 중이 내이로 구분되며, 외이를 통해 외부로부터 들어온 소리는 고막에서 진동한 후 중이를 거쳐 내이의 달팽이관(와우관)으로 전달된다.
와우관의 기저막에는 청각 유모 세포(Auditory Hair Cell, 이하 ‘청각 세포’라 함)가 배열되며, 기저막 위에 가지런히 배열된 청각 세포의 전체 수는 대략 1만 5천여개에 이른다. 기저막의 길이는 대략 2.5 ~ 3 cm 정도이며, 기저막 시작부분에 위치한 청각세포는 높은 주파수를 감지하며 기저막 끝부분에 위치한 청각 세포는 낮은 주파수를 감지한다.
이를 청각 세포의 주파수 특이성(frequency specificity)이라 하며 가장 이상적인 자극 강도 수준에서의 주파수 특이성 해상도는 기저막 상에서 대략 0.2mm(0.5semitone) 범위에 이르는 것으로 알려져 있다.
한편 근래에는 휴대용 음향 기기의 사용 증가와 각종 소음에 노출되는 관계로 많은 사람들이 감각신경성 난청 질환을 지니고 있다. 감각신경성 난청은 청각 세포나 청신경 손상에서 기인하는 청력 퇴화 현상으로 노화, 소음노출, 약물부작용, 유전적요인 등에 의해 발생한다.
감각신경성 난청은 청력 손상 정도에 따라 경도, 중도, 고도 및 심도 난청으로 구분되며, 일반적으로 중도 난청 이상에서는 일상적인 대화가 어렵다.
현재 전 세계 인구의 10% 정도가 자신의 청력 퇴화를 스스로 느낄 정도의 경도난청 증세를 보유하고 있는 것으로 추산되며, 중도 이상의 심각한 난청 질환자 규모가 개발도상국에서만 대략 2억 6천만명 이상에 이르는 것으로 추산되고 있다
종래에는 난청 질환의 치료 방법은 소개되고 있지 않으며 단지 난청 관련 청각보조장치로서 보청기만이 제공되고 있는 실정이다.
보청기는 단순히 외부 소리를 증폭하여 크게 들려주는 기기로서, 청력 퇴화를 근본적으로 막지 못하며 오히려 증폭된 소리로 인하여 보청기 사용자의 청력을 더욱 퇴화시키는 문제점이 있다.
따라서 보청기의 사용이 아니라 난청 질환을 근본적으로 치료할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
또한, 난청뿐만 아니라, 최근 외부 자극이 없음에도 소리를 느끼는 이명 치료에 대한 관심도 높아지고 있다.
본 출원인은 이미 난청 및 이명 치료를 위해 손상된 청각 세포에 상응하는 주파수 대역에 음향자극신호(변조음향신호)를 제공하여 난청 및 이명을 치료할 수 있음을 확인하였다.
그러나, 기존의 방법은 난청 및 이명이 발생한 주파수 대역을 고해상도로 추적하고 해당 주파수 대역의 음향자극신호를 확정하는 절차에 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있다.
한국등록특허 KR 10-0963888
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 고해상도 변조음향신호를 빠르게 확정하고 생성할 수 있는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치로서, 프로세서; 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, 가청 주파수 대역이 1/k 옥타브 해상도로 분할된 n개의 주파수 대역 각각에 대한 사용자의 청력 역치를 입력 받고, 미리 설정된 기준에 따라 상기 n개의 주파수 대역 각각에 대한 n개의 청력 역치 대표값을 산출하고, 상기 산출된 n개의 청력 역치 대표값을 이용하여 상기 사용자가 속하는 그룹을 결정하고, 상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 사용자에 대해 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하도록, 상기 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치가 제공된다.
상기 청력 역치 대표값 각각은 상기 분할된 n개의 주파수 대역 중 제1 주파수 대역의 청력 역치와 상기 제1 주파수 대역에 인접한 복수의 인접 주파수 대역의 청력 역치의 평균값으로 산출되며, 상기 음향자극신호는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 복수의 인접 주파수 대역 범위를 갖는 변조음향신호일 수 있다.
상기 제1 주파수 대역에 대한 청력 역치 대표값은 상기 제1 주파수 대역의 청력 역치와 상기 제1 주파수 대역에 인접한 2개 내지 4개의 인접 주파수 대역의 청력 역치의 평균값으로 산출될 수 있다.
상기 사용자가 속하는 그룹은 상기 n개의 청력 역치 대표값의 하한에 해당하는 제1 임계치와, 상한에 해당하는 제2 임계치에 따라 결정될 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 n개의 청력 역치 대표값을 내림차순으로 정렬하고, 상기 내림차순으로 정렬된 청력 역치 대표값 중 상위 순서대로 복수의 청력 역치 대표값 리스트를 생성하고, 상기 리스트에 포함된 복수의 청력 역치 대표값 각각에 상응하는 주파수 대역 범위의 주파수 비율 차이를 이용하여 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 복수의 청력 역치 대표값 중 상위 순서에 해당하는 제1 청력 역치 대표값과 이의 하위 순서에 해당하는 제2 청력 역치 대표값의 주파수 비율이 미리 설정된 수치보다 작은 경우, 제2 청력 역치 대표값을 상기 리스트에서 삭제할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 n개의 청력 역치 대표값 모두가 상기 제1 임계치보다 작은 경우, 상기 사용자의 그룹을 제1 그룹으로 결정하고, 상기 n개의 청력 역치 대표값 중 제3 임계치 내지 제4 임계치 사이에 해당하는 청력 역치 대표값이 하나 이상 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 제3 임계치 내지 제4 임계치 사이에 해당하는 청력 역치 대표값 중 상위 순서대로 복수의 청력 역치 대표값 리스트를 생성하고, 상기 리스트에 포함된 복수의 청력 역치 대표값 각각에 상응하는 주파수 대역 범위의 주파수 비율 차이를 이용하여 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 n개의 청력 역치 대표값 중 적어도 하나가 상기 제1 임계치보다 크고, 상기 n개의 청력 역치 대표값 모두가 상기 제2 임계치보다 작은 경우, 상기 사용자의 그룹을 제2 그룹으로 결정할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 n개의 청력 역치 대표값 중 적어도 하나가 상기 제2 임계치보다 큰 경우, 상기 사용자의 그룹을 제3 그룹으로 결정할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 n개의 청력 역치 대표값 중 내림차순으로 정렬된 청력 역치 대표값 중 가장 큰 값을 갖는 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역이 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하는지 여부를 판단하고, 상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역이 상기 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하는 경우, 상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역의 2배수에 해당하는 주파수를 상기 최상위 청력 역치 대표값의 배음판타겟(Harmonic Template Target: HTT)으로 결정하고, 상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역이 상기 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하지 않는 경우, 상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역의 1/2배수에 해당하는 주파수를 상기 최상위 청력 역치 대표값의 배음판타겟(Harmonic Template Target: HTT)으로 결정할 수 있다.
상기 프로그램 명령어들은, 상기 복수의 청력 역치 대표값 중 상위 순서에 해당하는 제1 청력 역치 대표값 또는 상기 배음판타겟과 이의 하위 순서에 해당하는 제2 청력 역치 대표값의 주파수 비율이 미리 설정된 수치보다 작은 경우, 제2 청력 역치 대표값을 상기 리스트에서 삭제할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 프로세서 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하는 장치에서 청각 치료 주파수 스펙트럼을 분석하는 방법으로서, 가청 주파수 대역이 1/k 옥타브 해상도로 분할된 n개의 주파수 대역 각각에 대한 사용자의 청력 역치를 입력 받는 단계; 미리 설정된 기준에 따라 상기 n개의 주파수 대역 각각에 대한 n개의 청력 역치 대표값을 산출하는 단계; 상기 산출된 n개의 청력 역치 대표값을 이용하여 상기 사용자가 속하는 그룹을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 사용자에 대해 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하는 단계를 포함하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 방법을 수행하는 기록매체에 저장되는 프로그램이 제공된다.
본 발명에 따르면, 청력 검사 대상이 되는 개별 주파수 대역들의 청력 역치의 평균값을 대표값으로 하고, 이를 통해 사용자가 속하는 그룹을 결정하고, 결정된 그룹에서 청력 역치 대표값에 따라 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역을 결정하기 때문에 청각 치료 주파수 스펙트럼을 빠르게 결정할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그룹 분류 및 청각 치료가 필요한 주파수 대역의 결정 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 A2 그룹에 해당하는 사용자의 청각 치료 주파수 스펙트럼을 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 A3 그룹에 해당하는 사용자의 청각 치료 주파수 스펙트럼을 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치(이하, '분석 장치'라 함)는 프로세서(100) 및 메모리(102)를 포함할 수 있다.
프로세서(100)는 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 CPU(central processing unit)나 그밖에 가상 머신 등을 포함할 수 있다.
메모리(102)는 고정식 하드 드라이브나 착탈식 저장 장치와 같은 불휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 착탈식 저장 장치는 컴팩트 플래시 유닛, USB 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 메모리(102)는 각종 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리도 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(100)는 메모리(102)에 저장된 프로그램 명령어들을 이용하여 난청 또는 이명 치료가 필요한 주파수 대역을 빠르게 결정한다.
본 실시예에 따른 분석 장치는 가청 주파수 대역이 1/k 옥타브 해상도로 분할된 n개의 주파수 대역 각각에 대한 사용자의 청력 역치를 입력 받고, 미리 설정된 기준에 따라 상기 n개의 주파수 대역 각각에 대한 n개의 청력 역치 대표값을 산출하고, 상기 산출된 n개의 청력 역치 대표값을 이용하여 상기 사용자가 속하는 그룹을 결정하고, 상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 사용자에 대해 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정한다.
가청 주파수 대역은 1,000 내지 12,000Hz 범위일 수 있고, 가청 주파수 대역은 1/k 옥타브 해상도로 n개의 주파수 대역으로 분할될 수 있다.
바람직하게, 가청 주파수 대역은 1/12 옥타브 해상도로 분할될 수 있고, 청력 검사 대상이 되는 주파수 대역은 43개의 주파수 대역으로 분할될 수 있다.
n개의 주파수 대역은 청력 검사의 대상이 되는 주파수 대역의 인덱스로 정의할 수 있다.
본 실시예에서 청력 역치 대표값은 상기한 복수의 주파수 대역 중 하나의 제1 주파수 대역의 청력 역치와 이에 인접한 복수의 인접 주파수 대역의 청력 역치의 평균값일 수 있고, 상기한 바와 같이, 가청 주파수 대역이 n개로 분할되는 경우, n개의 대표값이 산출된다.
본 실시예에 따른 음향자극신호는 상기한 제1 주파수 대역 및 상기 복수의 인접 주파수 대역 범위를 갖는 변조음향신호이다.
본 실시예에 따르면, 청력 검사의 대상이 되는 각 주파수 대역의 청력 역치가 아닌 복수의 주파수 대역의 청력 역치의 평균값에 해당하는 대표값 개념(Zn: 단위 dBzHL)을 도입하여 청각 치료를 위한 주파수 대역을 빠르게 결정할 수 있다.
또한, 사용자가 속하는 그룹은 대표값의 하한에 해당하는 제1 임계치과 상한에 해당하는 제2 임계치에 따라 복수의 그룹을 포함할 수 있다.
바람직하게, 3개의 그룹인 A1 내지 A3 그룹을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 임계치은 50.00 dBzHL일 수 있고, 제2 임계치은 65.00 dBzHL일 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 과정을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 실시예에 따른 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
우선, 사용자의 청력 역치가 입력된다(단계 200).
1,000 내지 12,000Hz를 1/12 옥타브 해상도의 주파수 대역으로 분할하고, 각 주파수 대역에 상응하는 변조음향신호를 좌우 랜덤으로 제시하여 분할된 주파수 대역 별로 청력 역치를 측정한다.
여기서, 변조음향신호는 추후 사용자의 청각 치료를 위해 제공되는 음향자극신호이며, 진폭변조음, 주파수변조음, 펄스음, 지속음, 진폭변조협대역잡음 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
또한, 청력 역치 측정의 효율을 높이기 위해, 우선 1/3 옥타브 해상도로 20dB 크기 간격으로 사전 선별 검사를 진행하고, 사전 선별 검사에서 결정된 청력 역치에 대해 1/12 옥타브의 고해상도로 청력 역치를 재차 측정한다.
1,000 내지 12,000Hz를 1/12 옥타브 해상도로 분할하는 경우, 가청 주파수 대역이 43개의 주파수 대역으로 분할될 수 있으며, 사용자의 청력 역치는 43개의 주파수 대역(Xn) 각각에 대한 청력 역치의 크기(Yn)로 정의된다. 즉, 청력 역치는 주파수 대역과 청력 역치 크기의 쌍(Xn,Yn)로 표현되고, 여기서, n은 1 내지 43이다.
본 실시예에 따른 분석 장치는 사용자의 청력 역치를 이용하여 n개의 대표값(Zn)을 산출한다(단계 202).
단계 202는 가청 주파수 대역 X1 내지 X43 각각에 대해 하나의 주파수 대역과 이에 인접한 하나 이상의 주파수 대역의 청력 역치의 평균값을 산출하는 과정이다.
단계 202는 n개의 모든 주파수 대역에 대해 개별적으로 수행된다.
예를 들어, 하나의 주파수 대역을 기준으로 좌우로 각각 인접한 2개의 주파수 대역의 청력 역치를 이용하여 대표값이 산출될 수 있다. 이러한 경우, Xk를 기준으로 왼쪽의 Xk-2와 Xk-1와 오른쪽의 Xk+1와 Xk+2에 해당하는 주파수 대역의 청력 역치에 대한 평균값이 대표값으로 산출된다.
이때, 제1 주파수 대역과 제43 주파수 대역은 좌우로 인접한 주파수 대역이 2개이므로 3개 주파수 대역의 청력 역치의 평균값이 대표값이 되며, 제2 주파수 대역과 제42 주파수 대역은 인접한 주파수 대역이 3개이므로 4개 주파수 대역의 청력 역치의 평균값이 대표값이 된다.
본 실시예에서는 서로 인접하고 있는 복수의 주파수 대역의 청력 역치에 대한 대표값을 이용하며, 이를 Z 청력이라는 개념으로 정의하며, Z 청력 값의 단위를 dBzHL로 정의한다.
이처럼 대표값을 도입하는 경우, 청력 치료를 위한 주파수 대역의 결정 시간을 한층 단축할 수 있다.
이후, 분석 장치는 n개의 대표값과 하나 이상의 임계치를 이용하여 해당 사용자가 속하는 그룹을 결정한다(단계 204).
예를 들어, 복수의 그룹은 청력 손실의 정도에 따라 구분될 수 있으며, 그룹 분류를 위한 임계치는 대표값의 하한에 해당하는 제1 임계치와 상한에 해당하는 제2 임계치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 임계치는 50.00 dBzHL일 수 있고, 제2 임계치은 65.00 dBzHL일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
분석 장치는 단계 204에서 분류된 그룹에 따라 서로 다른 기준으로 순차적으로 청각 치료가 필요한 주파수 대역을 결정한다(단계 206).
단계 204 내지 206은 이하에서 다시 상술될 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 그룹 분류 및 청각 치료가 필요한 주파수 대역의 결정 과정을 도시한 순서도이다.
도 3에서는 상기한 제1 및 제2 임계치에 따라 A1 내지 A3와 같이 3개의 그룹으로 분류되며, A1 그룹에 속하는 사용자의 청각 치료 주파수 대역을 결정하는 과정을 중심으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 도 2에서와 같이 대표값인 Zn과 제1 임계치 및 제2 임계치를 비교하여 사용자가 속하는 그룹이 A1 내지 A3 그룹 중 어느 그룹인지 결정한다(단계 300).
상기한 바와 같이, 제1 임계치는 50.00 dBzHL이고, 제2 임계치는 65.00 dBzHL일 수 있다.
단계 300에서, n개의 대표값(이하, Z값이라 함) 중 50.00 dBzHL 이상인 대표값이 하나도 없는 경우에는 A1 그룹으로 결정하며, n개의 Z값 중 50.00 dBzHL 이상인 값이 하나 이상이며, 65.00 dBzHL 이상인 값이 없는 경우에는 A2 그룹으로 결정한다.
또한, n개의 Z값 중 65.00 dBzHL 이상인 값이 하나 이상이면 A3 그룹으로 결정한다.
사용자가 A1 그룹에 속하는 것으로 결정된 경우, n개의 Z값을 모두 내림차순으로 정렬한다(단계 302).
본 실시예에서, A1 그룹의 대표값을 내림차순으로 정렬한 리스트를 TnA1이라 정의하며, TnA1에서 동일한 대표값이 복수인 경우에는 각 대표값의 주파수 대역의 크기에 따라 내림차순으로 정렬한다.
본 실시예에 따르면, TnA1에서 15.00 dBzHL 이상 49.99 dBzHL 이하에 해당하는 Z값이 존재하는지 여부를 판단한다(단계 304).
단계 304는 제3 임계치 및 제4 임계치를 이용하여 청력 역치가 낮아 청각 치료가 필요하지 않은 사용자를 판별하는 과정이며, 15.00 dBzHL 이상 49.99 dBzHL 이하에 해당하는 Z값이 하나도 존재하지 않는 경우에는 TnA1을 삭제한다(단계 306).
반면, 제3 임계치 및 제4 임계치에 상응하는 15.00 dBzHL 이상 49.99 dBzHL 이하에 해당하는 Z값이 하나 이상 존재하는 경우, 상위 순서대로 복수의 Tn값을 결정한다(단계 308).
도 3에서는 상위 순서에 해당하는 3개의 Tn값을 결정하는 것을 예시적으로 설명하며, 단계 308에서 상위 순서에 해당하는 T1 내지 T3를 결정한다.
다음으로, T1 내지 T3에 상응하는 주파수 대역 범위의 주파수 비율 차이가 미리 설정된 수치보다 큰지 여부를 판단한다(단계 310).
여기서, 주파수 비율 차이는 서로 다른 대표값의 중심 주파수의 비율 차이로 정의할 수 있다.
전술한 바와 같이, 대표값은 하나의 주파수 대역(제1 주파수 대역)과 이에 인접하는 복수의 주파수 대역 범위를 가질 수 있으며, 여기서, 중심 주파수는 제1 주파수 대역의 중심 주파수로 정의할 수 있다.
단계 310에서 미리 설정된 수치는 1.3일 수 있으며, 만일 T1, T2, T3 각각의 주파수 비율 차이(T1/T2, T2/T3, T1/T3)가 1.3보다 작으면, 하위 Tn값을 TnA1 에서 삭제한다(단계 312).
예를 들어, T1과 T2의 주파수 비율 차이가 1.3보다 작으면 TnA1에서 T2를 삭제하고, T2와 T3의 주파수 비율 차이가 1.3보다 작으면 TnA1에서 T3를 삭제하고, T1과 T3의 경우에도 TnA1에서 T3를 삭제한다.
단계 312에서 하나 이상의 Tn이 삭제된 경우에 다음 순위에 해당하는 값이 Tn이 되어 단계 310 내지 312 과정이 반복 수행된다.
즉, TnA1의 T1, T2, T3의 주파수 비율 차이가 1.3보다 클 때까지 단계 310 내지 312가 반복 수행된다.
이후, 사용자의 음향자극신호, 즉 변조음향신호에 T1에 해당하는 신호가 머징(merging)되어 사용자에게 제공된다(단계 314).
본 실시예에 따르면, A1 그룹에 속하는 사용자에 대해 Z값이 가장 큰 주파수 대역에 대해 우선적으로 음향자극신호가 제공되고, 미리 설정된 기간 경과 후, 도 2 내지 도 3의 과정이 다시 반복 수행되면서 다른 주파수 대역 범위를 갖는 음향자극신호가 제공될지, 이전과 동일한 주파수 대역 범위를 갖는 음향자극신호가 제공될지 결정된다.
본 실시예에 따르면, 청력 검사 대상이 되는 개별 주파수가 아니라, 검사 대상 주파수를 묶은 대표값을 이용하기 때문에 음향자극신호는 43개로 분할된 주파수 중 하나가 아니라, 대략 5개의 청력 검사 대상 주파수 대역에 해당하는 신호가 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 A2 그룹에 해당하는 사용자의 청각 치료 주파수 스펙트럼을 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, n개의 Z값 중 50.00 dBzHL 이상인 값이 하나 이상이며, 65.00 dBzHL 이상인 값이 없는 경우에는 A2 그룹으로 결정하며(단계 400), 65.00 dBzHL 이하인 대표값을 내림차순으로 정렬한다(단계 402).
본 실시예에서, A2 그룹의 대표값을 내림차순으로 정렬한 것을 TnA2라 정의하며, TnA2에서 동일한 대표값이 복수인 경우에는 각 대표값의 주파수 대역의 크기에 따라 내림차순으로 정렬한다.
내림차순으로 정렬된 Z 값에서, 상위 순서에 해당하는 T1 내지 T3를 결정한다(단계 404).
다음으로, T1 내지 T3에 해당하는 주파수(중심 주파수) 비율 차이가 미리 설정된 수치보다 큰지 여부를 판단한다(단계 406).
단계 404에서 미리 설정된 수치는 1.3일 수 있으며, 만일 T1, T2, T3 각각의 주파수 비율 차이(T1/T2, T2/T3, T1/T3)가 1.3보다 작으면, 하위 Tn값을 TnA2 에서 삭제한다.
예를 들어, T1과 T2의 주파수 비율 차이가 1.3보다 작으면 TnA2에서 T2를 삭제하고, T2와 T3의 주파수 비율 차이가 1.3보다 작으면 TnA2에서 T3를 삭제하고, T1과 T3의 경우에도 TnA2에서 T3를 삭제한다.
단계 406에서 하나 이상의 Tn이 삭제된 경우에 다음 순위에 해당하는 값이 Tn이 되어 단계 404 내지 406 과정이 반복 수행되어 우선적으로 청각 치료가 필요한 T1의 주파수 대역이 결정된다(단계 408).
이후, 사용자의 음향자극신호, 즉 변조음향신호에 T1에 해당하는 신호가 머징(merging)되어 사용자에게 제공된다(단계 410).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 A3 그룹에 해당하는 사용자의 청각 치료 주파수 스펙트럼을 결정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, n개의 Z값 중 65.00 dBzHL 이상의 수가 하나 이상인 경우 A3 그룹으로 결정하며(단계 500), 모든 대표값을 내림차순으로 정렬한다.
본 실시예에서, A3 그룹의 대표값을 내림차순으로 정렬한 것을 TnA3라 정의하며, TnA3에서 동일한 대표값이 복수인 경우에는 각 대표값의 주파수 대역의 크기에 따라 내림차순으로 정렬한다(단계 502).
내림차순으로 정렬된 Z 값에서, 최상위 순서에 해당하는 T1의 주파수 대역이 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하는지 여부를 판단한다(단계 504).
여기서, 미리 설정된 주파수 대역 범위는 인덱스 n=1 내지 12일 수 있다.
단계 506에서, T1의 주파수 대역이 n=12에 해당하는 주파수 대역 이하인 경우에는 T1의 주파수 대역의 2배수에 해당하는 주파수를 T1의 배음판타겟(Harmonic Template Target: HTT)으로 결정하고 이를 2T1으로 정의한다(단계 506).
반면, 단계 504에서, T1의 주파수 대역이 n=13 이상에 해당하는 주파수 대역에 해당하는 경우 T1의 주파수 대역의 1/2배수에 해당하는 주파수를 T1의 배음판타겟(Harmonic Template Target: HTT)으로 결정하고 이를
Figure 112019105247700-pat00001
으로 정의한다(단계 508).
가청 주파수 대역 1,000 내지 12,000Hz를 1/12 옥타브 해상도로 분할하는 경우, n=12에 해당하는 중심 주파수는 1976Hz이고, n=13에 해당하는 중심 주파수는 2093Hz이다.
다음으로, TnA3에서 상위 순서에 해당하는 T1 내지 T3를 결정한다(단계 510).
단계 510에서 결정된 T1 내지 T3와 HTT에 해당하는 주파수 대역 범위의 주파수 비율 차이가 미리 설정된 수치보다 큰지 여부를 판단한다(단계 512).
단계 512에서 미리 설정된 수치는 1.3일 수 있으며, 만일 T1, T2, T3, HTT의 주파수 비율 차이(T1/T2, T2/T3, T1/T3, HTT/T2, HTT/T3)가 1.3보다 작으면, 하위 Tn값을 TnA3에서 삭제한다(단계 514).
단계 512에서 하나 이상의 Tn이 삭제된 경우에 다음 순위에 해당하는 값이 Tn이 되어 단계 514 내지 516 과정이 반복 수행된다.
다음으로, T1과 HTT를 머징하여 사용자에게 제공된다(단계 516).
청각 치료 주파수 대역에 해당하는 변조음향신호가 제공되는 경우, T1의 Z값이 40 dBzHL 이상일 경우 해당 볼륨 그대로 머징하지만, 만일 T1의 Z값이 40 dBzHL 이하일 경우 머징 음원을 소정 dB(예를 들어, 25dB) 이상 증폭하여 사용자에게 제공한다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되,
    상기 메모리는,
    가청 주파수 대역이 1/k 옥타브 해상도로 분할된 n개의 주파수 대역 각각에 대한 사용자의 청력 역치를 입력 받고,
    미리 설정된 기준에 따라 상기 n개의 주파수 대역 각각에 대한 n개의 청력 역치 대표값을 산출하고,
    상기 산출된 n개의 청력 역치 대표값을 이용하여 상기 사용자가 속하는 그룹을 결정하고,
    상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 사용자에 대해 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하도록,
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하며,
    상기 청력 역치 대표값 각각은 상기 분할된 n개의 주파수 대역 중 제1 주파수 대역의 청력 역치와 상기 제1 주파수 대역에 인접한 복수의 인접 주파수 대역의 청력 역치의 평균값으로 산출되며, 상기 음향자극신호는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 복수의 인접 주파수 대역 범위를 갖는 변조음향신호인 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역에 대한 청력 역치 대표값은 상기 제1 주파수 대역의 청력 역치와 상기 제1 주파수 대역에 인접한 2개 내지 4개의 인접 주파수 대역의 청력 역치의 평균값으로 산출되는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사용자가 속하는 그룹은 상기 n개의 청력 역치 대표값의 하한에 해당하는 제1 임계치와, 상한에 해당하는 제2 임계치에 따라 결정되는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 n개의 청력 역치 대표값을 내림차순으로 정렬하고,
    상기 내림차순으로 정렬된 청력 역치 대표값 중 상위 순서대로 복수의 청력 역치 대표값 리스트를 생성하고,
    상기 리스트에 포함된 복수의 청력 역치 대표값 각각에 상응하는 주파수 대역 범위의 주파수 비율 차이를 이용하여 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 복수의 청력 역치 대표값 중 상위 순서에 해당하는 제1 청력 역치 대표값과 이의 하위 순서에 해당하는 제2 청력 역치 대표값의 주파수 비율 차이가 미리 설정된 수치보다 작은 경우, 제2 청력 역치 대표값을 상기 리스트에서 삭제하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 n개의 청력 역치 대표값 모두가 상기 제1 임계치보다 작은 경우, 상기 사용자의 그룹을 제1 그룹으로 결정하고,
    상기 n개의 청력 역치 대표값 중 제3 임계치 내지 제4 임계치 사이에 해당하는 청력 역치 대표값이 하나 이상 존재하는지 여부를 판단하고,
    상기 제3 임계치 내지 제4 임계치 사이에 해당하는 청력 역치 대표값 중 상위 순서대로 복수의 청력 역치 대표값 리스트를 생성하고,
    상기 리스트에 포함된 복수의 청력 역치 대표값 각각에 상응하는 주파수 대역 범위의 주파수 비율 차이를 이용하여 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 n개의 청력 역치 대표값 중 적어도 하나가 상기 제1 임계치보다 크고, 상기 n개의 청력 역치 대표값 모두가 상기 제2 임계치보다 작은 경우, 상기 사용자의 그룹을 제2 그룹으로 결정하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 n개의 청력 역치 대표값 중 적어도 하나가 상기 제2 임계치보다 큰 경우, 상기 사용자의 그룹을 제3 그룹으로 결정하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 n개의 청력 역치 대표값 중 내림차순으로 정렬된 청력 역치 대표값 중 가장 큰 값을 갖는 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역이 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하는지 여부를 판단하고,
    상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역이 상기 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하는 경우, 상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역의 2배수에 해당하는 주파수를 상기 최상위 청력 역치 대표값의 배음판타겟(Harmonic Template Target: HTT)으로 결정하고,
    상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역이 상기 미리 설정된 주파수 대역 범위에 속하지 않는 경우, 상기 최상위 청력 역치 대표값의 주파수 대역의 1/2배수에 해당하는 주파수를 상기 최상위 청력 역치 대표값의 배음판타겟(Harmonic Template Target: HTT)으로 결정하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로그램 명령어들은,
    상기 복수의 청력 역치 대표값 중 상위 순서에 해당하는 제1 청력 역치 대표값 또는 상기 배음판타겟과 이의 하위 순서에 해당하는 제2 청력 역치 대표값의 중심 주파수가 미리 설정된 수치보다 작은 경우, 제2 청력 역치 대표값을 상기 리스트에서 삭제하는 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 장치.
  12. 프로세서 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하는 장치에서 청각 치료 주파수 스펙트럼을 분석하는 방법으로서,
    가청 주파수 대역이 1/k 옥타브 해상도로 분할된 n개의 주파수 대역 각각에 대한 사용자의 청력 역치를 입력 받는 단계;
    미리 설정된 기준에 따라 상기 n개의 주파수 대역 각각에 대한 n개의 청력 역치 대표값을 산출하는 단계;
    상기 산출된 n개의 청력 역치 대표값을 이용하여 상기 사용자가 속하는 그룹을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 사용자에 대해 순차적으로 치료가 필요한 주파수 대역의 음향자극신호를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 청력 역치 대표값 각각은 상기 분할된 n개의 주파수 대역 중 제1 주파수 대역의 청력 역치와 상기 제1 주파수 대역에 인접한 복수의 인접 주파수 대역의 청력 역치의 평균값으로 산출되며, 상기 음향자극신호는 상기 제1 주파수 대역 및 상기 복수의 인접 주파수 대역 범위를 갖는 변조음향신호인 청각 치료 주파수 스펙트럼 분석 방법.
  13. 제12항에 따른 방법을 수행하는 기록매체에 저장되는 프로그램.
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